Niendorf/Ostsee. „Wie viel Sauerstoff produzieren mikroskopisch kleine Algen, die auf Steinen, Bojen, Seebrücken und anderen festen Oberflächen der Ostsee leben?“ Dieser bislang wenig untersuchten Frage sind Luise Wintergerst und Hanna Mohammad (beide 15 Jahre alt) vom Königin-Katharina-Stift-Gymnasium Stuttgart im Rahmen des Meereswettbewerbs „Forschen auf See“ nachgegangen. Während einer einwöchigen Expedition mit dem Forschungs- und Medienschiff ALDEBARAN in der Lübecker Bucht untersuchten sie Biofilme an unterschiedlichen Standorten und konnten darin sauerstoffproduzierende Mikroalgen nachweisen. Das Projekt stand unter der wissenschaftlichen Leitung ihrer Wissenschaftspatin Laura Pareigis von der Universität Bremen. Die Untersuchungen zeigen zugleich, wie junge Menschen mit eigener Forschung Verantwortung für die Meere übernehmen und mit wissenschaftlicher Kompetenz ihre Stimme für den Meeresschutz stärken können.

Eine bislang wenig beachtete Welt der Sauerstoffproduktion
Wenn es um die Sauerstoffproduktion im Meer geht, richtet sich der wissenschaftliche Blick vor allem auf Phytoplankton – mikroskopisch kleine Algen, die frei im Wasser schweben und durch Photosynthese Sauerstoff produzieren. Doch Mikroalgen leben nicht nur frei im Wasser. Gemeinsam mit Bakterien und anderen Mikroorganismen besiedeln sie nahezu jede geeignete feste Oberfläche und bilden dort sogenannte Biofilme. Wie viel diese Biofilme zur Sauerstoffproduktion beitragen und wie stark ihre Leistung von Standort, Tiefe, Licht, Strömung oder Beschaffenheit der besiedelten Oberfläche abhängt, ist bislang vergleichsweise wenig untersucht.
Genau hier setzte das Projekt der Schülerinnen „Wie Oberflächenstruktur die Biofilm-Bildung und den Sauerstoffgehalt in Ostseewasser beeinflussen“ an. Vom 16. bis 21. August untersuchten Luise Wintergerst und Hanna Mohammad Biofilme in der Lübecker Bucht. Die wissenschaftliche Konzeption, Probenahme und Auswertung wurden von Laura Pareigis von der Universität Bremen begleitet und geleitet.

Biofilme an unterschiedlichen Standorten und Wassertiefen
Um möglichst unterschiedliche Umweltbedingungen zu erfassen, beprobte das Forschungsteam zwei Badebojen sowie zwei weitere Standorte an der Küste. Dabei wurden Biofilme aus unterschiedlichen Wassertiefen untersucht. Die Schülerinnen bestimmten den Sauerstoffgehalt im unmittelbaren Umgebungswasser der Biofilme und kombinierten diese Untersuchungen mit Messungen von Chlorophyll a, einem zentralen Photosynthesepigment. Unter dem Fluoreszenzmikroskop konnten sie die photosynthetisch aktiven Mikroalgen in den Biofilmen sichtbar machen. Die Untersuchungen liefern Hinweise darauf, dass die in Biofilmen lebenden Mikroalgen aktiv zur lokalen Sauerstoffproduktion beitragen und dass sich dieser Beitrag je nach Standort und Umweltbedingungen unterscheiden kann. Damit rückt ein Lebensraum in den Fokus, der gegenüber dem frei im Wasser schwebenden Phytoplankton bislang deutlich weniger Beachtung findet.

Von Steinen und Bojen bis zu Seebrücken und Hafenanlagen
Die Fragestellung ist gerade für Küsten- und Hafenbereiche interessant. Dort existiert eine enorme Vielfalt natürlicher und künstlicher Oberflächen: Steine, Muschelschalen und Meeresboden ebenso wie Bojen, Pfähle, Seebrücken, Spundwände und Hafenanlagen. Auf diesen Oberflächen leben Mikroalgen unter anderen Bedingungen als frei im Wasser schwebende Organismen. Licht, Strömung, Wassertiefe, Nährstoffversorgung und die Zusammensetzung der Lebensgemeinschaft beeinflussen Photosynthese, Wachstum und damit möglicherweise auch die lokale Sauerstoffproduktion. Ein besseres Verständnis dieser Prozesse könnte helfen, den Sauerstoffhaushalt von Küstengewässern künftig umfassender zu betrachten.

Die Ostsee als „Modellmeer“ für die Zukunft der Ozeane
Gerade die Ostsee ist für solche Untersuchungen von besonderer Bedeutung. Sie reagiert aufgrund ihrer besonderen hydrographischen Bedingungen empfindlich auf menschliche Eingriffe und die Folgen der Klimakrise. Erwärmung, eingeschränkter Wasseraustausch und hohe Nährstoffeinträge wirken zusammen und können Sauerstoffmangel verstärken.
Die Ostsee ist damit ein „Modellmeer“: Viele Veränderungen und Belastungen, mit denen marine Ökosysteme weltweit zunehmend konfrontiert werden, lassen sich hier besonders deutlich beobachten und wissenschaftlich untersuchen. Was wir in der Ostsee über Sauerstoffproduktion, Sauerstoffverbrauch, Erwärmung, Nährstoffkreisläufe und die Reaktion mariner Lebensgemeinschaften lernen, kann deshalb auch Erkenntnisse liefern, die weit über die Ostsee hinausreichen.
Gerade vor diesem Hintergrund wird es immer wichtiger, die Sauerstoffbilanz des Meeres auf allen Ebenen zu verstehen – nicht nur bei den großen und bekannten Prozessen, sondern auch in der mikroskopisch kleinen Welt der Biofilme.

Junge Menschen forschen selbst – und stärken ihre Stimme für den Meeresschutz
Eine besondere Bedeutung erhält das Projekt dadurch, dass diese Forschung von Schülerinnen selbst durchgeführt wird. Der Meereswettbewerb „Forschen auf See“ möchte junge Menschen nicht nur über die Probleme der Ozeane informieren, sondern ihnen ermöglichen, selbst wissenschaftliche Fragen zu stellen, Daten zu erheben, Ergebnisse kritisch auszuwerten und ihre Erkenntnisse anschließend in die Öffentlichkeit zu tragen. „Wer selbst erlebt, wie Forschung funktioniert und wie komplex die Zusammenhänge im Meer sind, kann sich auch fundierter in die gesellschaftliche Diskussion über dessen Zukunft einbringen. Junge Menschen werden so nicht nur zu Beobachterinnen und Beobachtern, sondern zu kompetenten Botschafterinnen und Botschaftern für den Meeresschutz,“ so Frank Schweikert; Gründer und Vorstand der Deutschen Meeresstiftung und „Es ist großartig zu erleben, mit welcher Neugier und wissenschaftlichen Präzision junge Menschen Fragen untersuchen, die für die Zukunft unserer Meere relevant sind. Wer selbst forscht, versteht Zusammenhänge anders und kann seine Stimme für den Meeresschutz auf einer ganz anderen Grundlage erheben. Die Ostsee ist dafür ein einzigartiges Modellmeer. Hier können junge Menschen unmittelbar erleben, wie Klimakrise, Nährstoffeinträge, biologische Vielfalt und Sauerstoff miteinander verbunden sind – und warum wir unsere Meere dringend besser verstehen und schützen müssen.“

Eine Woche Forschung unter realen Bedingungen
Luise Wintergerst und Hanna Mohammad forschten vom 16. bis 21. August 2026 an Bord des Forschungs- und Medienschiffs ALDEBARAN in der Lübecker Bucht. Das Projekt stand unter der wissenschaftlichen Leitung von Laura Pareigis von der Universität Bremen und technisch betreut von Science Coach begleitete Clara Taetz.
Mit ihrem Projekt machen Luise Wintergerst und Hanna Mohammad eine Lebenswelt sichtbar, die normalerweise verborgen bleibt. Zugleich zeigen sie beispielhaft, welches Potenzial entsteht, wenn junge Menschen die Möglichkeit erhalten, selbst auf dem Meer zu forschen, wissenschaftliche Zusammenhänge zu entdecken und daraus eine eigene Haltung für den Schutz unserer Ozeane zu entwickeln. (PM/rk)